一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂及其制备方法，CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂的原料组分包括：镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2，其中，镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2的质量为3：(87～96)，镉钴前驱体由质量比为10：(155～180)：(34～45)：(46～58)：(33～46)的镉钴合金粉、巯基丙烯酸溶胶、尿素、甘油和聚乙二醇600反应制得。本发明专利技术CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂具有优异的光催化降解废水性能，适应性强，适于各种有机废水的处理；稳定性好、可多次重复利用；制备简单易操作。

A CdCoS2/CuCo2O4/TiO2 photocatalyst and its preparation method

The present invention discloses a CdCoS2/CuCo2O4/TiO2 photocatalyst and its preparation method. The component components of the CdCoS2/CuCo2O4/TiO2 photocatalyst include: cadmium cobalt precursor and CuCo2O4/TiO2, in which the mass of cobalt precursor and CuCo2O4/TiO2 is 3: (87~96), and the mass ratio of cadmium and cobalt is 10: (34~45) (46~5) (34~45): (46~5) 8): (33~46) the reaction of cadmium cobalt alloy powder, mercapto acrylic sol, urea, glycerol and polyethylene glycol 600. The CdCoS2/CuCo2O4/TiO2 photocatalyst has excellent photocatalytic degradation of wastewater, adaptable and suitable for the treatment of various organic wastewater; it has good stability and can be reused many times; the preparation is simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂及其制备方，属于光催化剂领域。
技术介绍
废水处理(wastewatertreatmentmethods)是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。其中化学处理由于处理效率高，而被广泛应用。纳米TiO2在量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、体积效应等方面具有明显优势，因此，纳米TiO2被广泛应用于紫外线吸收剂、水处理、光电子器件、催化剂载体、水处理等领域。目前，TiO2在用于光催化降解废水时的性能需要进一步提升。
技术实现思路
为了解决现有技术中TiO2在用于光催化降解废水时性能较差等缺陷，本专利技术提供一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂及其制备方法，本申请光催化剂具有优异的光催化降解废水性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其原料组分包括：镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2，其中，镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2的质量为3：(87～96)，镉钴前驱体由质量比为10：(155～180)：(34～45)：(46～58)：(33～46)的镉钴合金粉、巯基丙烯酸溶胶、尿素、甘油和聚乙二醇600反应制得。上述尿素的目的之一是为了降低巯基丙烯酸对CuCo2O4/TiO2的腐蚀性。本申请CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂具有优异的光催化降解废水性能。优选，CuCo2O4/TiO2由草酸铜、醋酸钴、丙烯酰胺、乙醇、TiO2和水反应制得，其中，草酸铜、醋酸钴、丙烯酰胺、乙醇、TiO2和水的质量比为15：(20～30)：(11～20)：(65～83)：(85～98)：(98～115)。这样能进一步提高所得催化剂的光催化效率。丙烯酰胺的目的之一是为了提高CuCo2O4在TiO2表面的分散性及控制其颗粒尺寸均一性；TiO2的目的之一是为了减少CuCo2O4表面电子空穴对的复合及缩短电子空穴对的传输距离。为了进一步提高光催化剂的催化效率，优选，巯基丙烯酸溶胶由巯基丙烯酸、甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400和质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液反应制得，其中，巯基丙烯酸、甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400和质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为100：(65～80)：(32～45)：(23～37)：(10～25)。巯基丙烯酸的目的之一是为了提高对固体物料的浸润性及作为硫源，巯基丙烯酸具有优异的腐蚀性能，而尿素属于碱性材料，能降低并缓解巯基丙烯酸对镉钴合金粉的腐蚀速率。巯基丙烯酸具有丙烯酸的腐蚀性，能对镉钴合金粉进行腐蚀的同时，形成巯基丙烯酸镉和巯基丙烯酸钴，巯基丙烯酸镉和巯基丙烯酸钴经水热反应和高温焙烧处理后，CdCoS2均匀沉积在CuCo2O4/TiO2表面，形成CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂不仅能减少CdCoS2表面电子空穴对的复合及缩短电子空穴对的传输距离，还能提高CdCoS2和CuCo2O4/TiO2的光催化活性。为了进一步提高光催化剂的催化效率，优选，镉钴合金粉的粒径为15～30nm，镉钴合金粉中镉和钴的质量比为95.7:4.3。上述dCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂的制备方法，将镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2按照质量比3：(87～96)加入到水热反应釜中，在温度为210±10℃的条件下，反应15±1h，将所得产物依次经过焙烧、洗涤和干燥处理后，研磨，即得CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂。为了进一步提高催化剂的使用稳定性和催化效率，焙烧为在氮气保护下，依次经200±5℃焙烧2±0.1h，300±5℃焙烧2±0.1h，400±5℃焙烧2±0.1h，500±5℃焙烧2±0.1h，然后自然冷却至室温；洗涤为先用质量浓度为10％的乙酸水溶液洗涤3±1次，再用乙醇洗涤3±1次；干燥为在温度为60±5℃、真空度为-0.09±0.01MPa的条件下干燥1±0.1h。为了进一步提高光催化剂的催化活性，镉钴前驱体的制备方法为：将镉钴合金粉、巯基丙烯酸溶胶、尿素、甘油和聚乙二醇600按照10：(155～180)：(34～45)：(46～58)：(33～46)的质量比加入到反应器中，在搅拌速度为35～51r/min、温度为20～29℃的条件下反应0.5～1h，即得到镉钴前驱体。为了进一步提高光催化剂的催化活性和使用稳定性，巯基丙烯酸溶胶的制备方法为：将巯基丙烯酸、甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400和质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液按照100：(65～80)：(32～45)：(23～37)：(10～25)的质量比加入到反应器中，在搅拌速度为120～145r/min、温度为37～53℃的条件下，反应0.3～0.9h，即得巯基丙烯酸溶胶。巯基丙烯酸具有优异的流动性，对固体物料有优异的浸润性，在水热反应过程中，甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600和10％聚乙烯醇水溶液作为优异的分散助剂，能提高CdCoS2在CuCo2O4/TiO2表面的分散性能，从而提高CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂的光催化活性。为了进一步提高光催化剂的催化活性和使用稳定性，CuCo2O4/TiO2的制备方法为：将草酸铜、醋酸钴、丙烯酰胺、乙醇、TiO2和水按照15：(20～30)：(11～20)：(65～83)：(85～98)：(98～115)的质量比加入到水热反应釜中，在温度为150±5℃的条件下，反应10±1h，所得产物依次经过减压蒸馏、焙烧、洗涤和干燥处理后，研磨，即得CuCo2O4/TiO2；减压蒸馏为在温度为105±5℃、真空度为-0.08±0.01MPa的条件下，减压蒸馏0.5±0.1h；焙烧为依次在200±5℃焙烧2±0.1h，300±5℃焙烧2±0.1h，400±5℃焙烧2±0.1h，500±5℃焙烧2±0.1h，600±5℃焙烧2±0.1h，然后自然冷却至室温；洗涤为先用水洗涤3±1次、再用乙醇洗涤3±1次；干燥为在温度为70±5℃、真空度为-0.06±0.01MPa的条件下，干燥1±0.1h。丙烯酰胺在受热条件下，能自发聚合生成聚丙烯酰胺，物料能均匀分散在聚丙烯酰胺高吸水性树脂中，经高温焙烧后，聚丙烯酰胺分解的同时，CuCo2O4逐步生成并均匀沉积在TiO2表面，形成CuCo2O4/TiO2光催化剂，CuCo2O4/TiO2光催化剂不仅能减少CuCo2O4表面电子空穴对的复合及缩短电子空穴对的传输距离，还能提高CuCo2O4和TiO2的光催化活性。使用后，将催化剂从体系中滤出，然后用水洗涤、干燥，即可继续使用。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂具有优异的光催化降解废水性能，适应性强，适于各种有机废水的处理；结构强度高、稳定性好、可多次重复利用；制备简单易操作。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。下述各例原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其特征在于：其原料组分包括：镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2，其中，镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2的质量为3：(87～96)，镉钴前驱体由质量比为10：(155～180)：(34～45)：(46～58)：(33～46)的镉钴合金粉、巯基丙烯酸溶胶、尿素、甘油和聚乙二醇600反应制得。

【技术特征摘要】
1.一种CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其特征在于：其原料组分包括：镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2，其中，镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2的质量为3：(87～96)，镉钴前驱体由质量比为10：(155～180)：(34～45)：(46～58)：(33～46)的镉钴合金粉、巯基丙烯酸溶胶、尿素、甘油和聚乙二醇600反应制得。2.如权利要求1所述的CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其特征在于：CuCo2O4/TiO2由草酸铜、醋酸钴、丙烯酰胺、乙醇、TiO2和水反应制得，其中，草酸铜、醋酸钴、丙烯酰胺、乙醇、TiO2和水的质量比为15：(20～30)：(11～20)：(65～83)：(85～98)：(98～115)。3.如权利要求1或2所述的CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其特征在于：巯基丙烯酸溶胶由巯基丙烯酸、甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400和质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液反应制得，其中，巯基丙烯酸、甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400和质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为100：(65～80)：(32～45)：(23～37)：(10～25)。4.如权利要求1或2所述的CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂，其特征在于：镉钴合金粉的粒径为15～30nm，镉钴合金粉中镉和钴的质量比为95.7:4.3。5.权利要求1-4任意一项所述的dCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于：将镉钴前驱体和CuCo2O4/TiO2按照质量比3：(87～96)加入到水热反应釜中，在温度为210±10℃的条件下，反应15±1h，将所得产物依次经过焙烧、洗涤和干燥处理后，研磨，即得CdCoS2/CuCo2O4/TiO2光催化剂。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：焙烧为在氮气保护下，依次经200±5℃焙烧2±0.1h，300±5℃焙烧2±0.1h，400±5℃焙烧2±0.1h，500...

【专利技术属性】
技术研发人员：余旺旺，赵婕，汪勇，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32